(57)【要約】【課題】球面収差補正及びフォーカスオフセットの調整工程を必要最小限にとどめ、所定工数の後に一意的に球面収差補正値及びフォーカスオフセット値を決定可能な球面収差及びフォーカスオフセット調整方法を提供する。【解決手段】フォーカスオフセット調整と球面収差調整を行う場合、トラック横断信号特性を示す第１の評価指標と、再生信号特性を示す第２の評価指標との両者のＳＡ補正値に対するフォーカスオフセット依存性の違いを利用する。第１／第２の評価指標による第１／第２のフォーカスオフセットが共に最適点となる時のＳＡ補正値及びその時のフォーカスオフセット値を採用する。これにより、所定の工程数処理することで一意的にＳＡ／フォーカスオフセット最適点が求まる。【選択図】図１
2007122815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの情報記録面に対して対物レンズを駆動して光ビームのフォーカスオフセットを調整するフォーカスオフセット調整機構と、前記情報記録面に照射された光ビームに発生する球面収差を補正する球面収差補正機構とを用いて、球面収差とフォーカスオフセットを調整する方法において、
情報トラック横断信号の品位を示す第１の評価指標と、情報再生信号品位を示す第２の評価指標との各々のフォーカスオフセット依存性を、少なくとも２点以上の複数の球面収差補正値に対して測定し、前記第１及び第２の評価指標の球面収差補正値とフォーカスオフセットの最適点との相関を、第１の多項式近似曲線、第２の多項式近似曲線として各々求め、これら第１の多項式近似曲線と第２の多項式近似曲線との交点を所望の球面収差補正値及びフォーカスオフセット値として設定することを特徴とする光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法。
【請求項２】
前記第１の評価指標は、プッシュプル信号に基づくトラック横断信号振幅であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法。
【請求項３】
前記トラック横断信号振幅の測定は、測定範囲中においてトラックジャンプ動作を複数回繰り返し、そのトラックジャンプ中のトラック横断信号の振幅を測定することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法。
【請求項４】
前記第２の評価指標は、再生信号振幅値であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法。
【請求項５】
前記第２の評価指標は、情報再生信号におけるタイミングジッタ値であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法。
【請求項６】
前記光ディスク装置はビタビ復号を採用し、前記情報再生信号品位を示す第２の評価指標はビタビ復号における所定パス合流時の尤度差の統計値を利用することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法。
【請求項７】
前記第２の評価指標は、情報再生におけるエラーレートであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法。
【請求項８】
前記再生信号振幅値は、チャネルクロックの整数倍のクロックで再生信号を同期或いは非同期でサンプリングしたサンプルデータ群の標準偏差値に基づく値であることを特徴とする請求項４に記載の光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法。
【請求項９】
前記第２の評価指標の測定は、記録／再生の両動作において同一の球面収差補正値及びフォーカスオフセット値を適用して測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法。
【請求項１０】
１つの球面収差補正値に対して測定した第１の評価指標のフォーカスオフセットの最適値fo1と、第２の評価指標のフォーカスオフセットの最適値fo2との差Δ|fo1−fo2|が所定規定値以下の場合、球面収差補正調整を行う必要がないと判断し、フォーカスオフセット値をfo1〜fo2の間のいずれかの値を設定し、球面収差補正調整を終了することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法。
【請求項１１】
光ディスクの情報記録面に対して対物レンズを駆動して光ビームのフォーカスオフセットを調整するフォーカスオフセット調整機構と、前記情報記録面に照射された光ビームに発生する球面収差を補正する球面収差補正機構とを有する光ディスク装置おいて、
情報再生信号品位を示す第１の評価指標と、情報トラック横断信号の品位を示す第２の評価指標とのそれぞれのフォーカスオフセット依存性を、少なくとも２点以上の複数点の球面収差補正値に対して測定する手段と、前記第１及び第２の評価指標の球面収差補正値とフォーカスオフセットの最適点との相関を、第１の多項式近似曲線、第２の多項式近似曲線としてそれぞれ算出する手段と、これら第１の多項式近似曲線と第２の多項式近似曲線との交点を所望の球面収差補正値及びフォーカスオフセット値として設定する手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１２】
１つの球面収差補正値に対して測定した第１の評価指標のフォーカスオフセットの最適値fo1と、第２の評価指標のフォーカスオフセットの最適値fo2との差Δ|fo1−fo2|が所定規定値以下の場合、球面収差補正調整を行う必要がないと判断し、フォーカスオフセット値をfo1〜fo2の間のいずれかの値を設定し、球面収差補正調整を終了することを特徴とする請求項１１に記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置において球面収差及びフォーカスオフセットを調整する方法、それを用いた光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報量の増大と共に光ディスクの記録密度を高くすることが求められている。そこで、光ディスクの情報記録層における線記録密度を高めることやトラックの狭ピッチ化によって光ディスクの高記録密度化が行われている。この光ディスクの高記録密度化に対応するためには、光ディスクの情報記録層上に集光する光ビームのビーム径を小さくすることが必要である。
【０００３】
光ビームのビーム径を小さくする方法としては、光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置の集光光学系の対物レンズから照射される光ビームの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）を大きくすることや、光ビームの短波長化がある。光ビームの短波長化に関しては、光源を赤色半導体レーザから実用化の道が開かれてきた青紫色半導体レーザへ変更することにより実現可能と考えられる。
【０００４】
一方、高開口数の対物レンズを実現する手法としては、対物レンズに半球レンズを組み合せて、２枚のレンズ（２群レンズ）で対物レンズを構成することで高開口数を実現する手法、或いは単レンズの高ＮＡ化が提案開発されている。
【０００５】
一般に、光ディスクでは、埃や傷から情報記録層を保護するために、情報記録層はカバー層で覆われている。従って、光ピックアップ装置の対物レンズを透過した光ビームは、カバー層を通過してその下にある情報記録層上で集光されて焦点を結ぶことになる。このように光ビームがカバー層を通過すると球面収差が発生する。
【０００６】
球面収差は（球面収差∝ｔ×ＮＡ4、ｔ：カバー層の厚さ、ＮＡ：対物レンズの開口数）で示され、カバー層の厚さｔ及び対物レンズのＮＡの４乗に比例する。通常、対物レンズはこの球面収差を相殺するように設計されているので、対物レンズとカバー層を通過した光ビームの球面収差は十分に小さく情報記録面に収束される。
【０００７】
しかしながら、カバーガラスの厚さが、予め定められた値からずれると、情報記録層に集光された光ビームには、球面収差が発生しビーム径が大きくなってしまい、情報を正しく読み書きすることができなくなる。上記カバーガラス厚さ誤差Δtによって発生する球面収差の誤差は、カバー層の厚さ誤差Δｔに比例する。
【０００８】
即ち、カバーガラスの厚さ誤差Δｔが大きくなればなるほど、球面収差の誤差が大きくなる。更に、ＮＡの４乗に比例するために、高ＮＡ化によりカバー層の厚さ誤差Δtに対する球面収差の発生はより大きなものとなる。これにより、情報を正しく読み書きすることができない場合がある。
【０００９】
従来の光ディスクにおいては、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の場合、光ピックアップ装置の対物レンズの開口数ＮＡは０．６程度である。従って、カバーガラス厚さ誤差Δtによって発生する球面収差の誤差は比較的小さく、情報記録層に光ビームを十分小さく集光することができる。
【００１０】
一方、光ディスクの厚さ方向へ記録情報の高密度化を進めるために、情報記録層を積層化して形成された多層光ディスクが開発され、例えば、情報記録層が２層のＤＶＤが既に商品化されている。このような多層光ディスクでは、積層された情報記録層毎に光ディスクの表面（カバー層表面）から各情報記録層までの厚みがそれぞれ異なり、光ビームが光ディスクのカバー層を通過する際に発生する球面収差量が、各情報記録層で異なることになる。
【００１１】
この場合、前述したように隣接する情報記録層で発生する球面収差の差異は、隣接する情報記録層の層間距離厚ｔに比例する。従って、この層間距離厚ｔに相当する球面収差が発生することになるが、ＤＶＤの光学系及びＤＶＤディスクの層間厚さ規定の場合は、特に球面収差補正を行うことなく、記録再生特性を維持できる状況にある。
【００１２】
しかし、ＤＶＤを更に高密度化する技術開発が各社で進められており、その光源の波長は４０５ｎｍ程度、対物レンズのＮＡは０．８５等で進められている。前述したようにカバー層の厚さ誤差Δtが等しくても、ＮＡが大きくなるほど大きな球面収差が発生する。球面収差値はＮＡの４乗に比例することから、例えば、カバー層の厚さ誤差Δtにおいては、ＮＡ＝０．６に比べて、ＮＡ＝０．８５では約４倍の球面収差が発生する。従って、ＮＡ＝０．８５のように高ＮＡになればなるほど、カバー層の厚さ誤差Δtによって発生する球面収差が大きくなることが分かる。
【００１３】
また、多層の記録層を持つ光ディスクの場合も同様であり、隣接する情報記録層の層間距離ｔが等しくても、光ピックアップ装置の対物レンズのＮＡが大きくなるほど大きな球面収差の差異が発生する。例えば、上述したように同じ厚さ誤差Δtに対しても、ＮＡ＝０．６に比べて、ＮＡ＝０．８５では、約４倍の球面収差の差異が発生する。従って、ＮＡ＝０．８５のように高ＮＡになればなるほど、各情報記録層の球面収差の差異が大きくなってしまう。
【００１４】
従って、高ＮＡの対物レンズでは、球面収差の誤差の影響が無視できず、情報の記録及び読み取り精度の低下を招くという問題が生じる。そのため、高ＮＡの対物レンズを用いて高記録密度化を実現するためには球面収差を補正する必要性が発生し、球面収差補正機構、補正手段が開発・検討されている。
【００１５】
また、光ディスク装置における情報記録再生時には、光ヘッド装置がディスク上の情報トラックに沿って微小なビームスポットを常に一定に形成する必要がある。このため、光ヘッド装置はフォーカスサーボとトラッキングサーボを行う。フォーカスサーボはディスクに垂直な方向に対物レンズを追従させ、主に、ビームスポット径が最小となるように制御するものである。また、トラッキングサーボは最小のビーム径となったビームスポットを情報トラックに追従させるように制御するものである。
【００１６】
光ディスクの情報記録面上に照射される集束光の焦点深度は、波長λに比例し、対物レンズのＮＡの２乗に反比例する（焦点深度∝λ／ＮＡ2）。
【００１７】
従って、記録密度の向上を目指してレーザ光波長の短波長化及び対物レンズのＮＡを大きくした光学系においては、上述の焦点深度が現行ＤＶＤ等に比べて大幅に短くなることが分かる。このため、フォーカスサーボには高い追従性能が要求されることになる。
【００１８】
このように次世代光ディスクシステムにおいては、前述したカバー層厚誤差の影響及び多層化によるカバー層の厚さ差を吸収するために球面収差を補正する機構を導入することが提案されている。従って、記録／再生装置では球面収差補正機構を何らか形で調整制御することが必要となる。
【００１９】
加えて、球面収差における光スポットの形状変化は、前述のフォーカスサーボのオフセットにおける光スポットの形状変化と相補的な関係にある。そのため、フォーカス制御の精度の向上のみならず、球面収差補正及びフォーカスオフセットの調整制御において両者の最適点を探ることが必要となる。
【００２０】
このような高ＮＡ対物レンズを用いた光ディスクシステムのフォーカスサーボのオフセットの最適化調整と球面収差補正機構の最適化調整の方法としては、例えば、特開２００４−１４５９８７号公報に開示された方法がある（特許文献１）。
【００２１】
同公報には、光学系に生じる球面収差及びフォーカスオフセットを一つの評価指標を用いて最適点を検出し、調整する方法が記載されている。具体的には、予め定めるフォーカスオフセットを有した状態で球面収差補正値を変更し、球面収差の変更に対して逐次評価指標の良否判定を行いながら球面収差補正値の最適化を行う。
【００２２】
その後、この検出した球面収差発生状態でフォーカスオフセットを発生させ、フォーカスオフセット変更に対して逐次評価指標の良否判定を行いながらフォーカスオフセット値の最適化を行う。或いは、球面収差補正値検出処理及びフォーカスオフセット検出処理を逆の順序で行い、これら最適球面収差値及び最適フォーカスオフセット値をドライブ装置の補償値として適用するものである。
【特許文献１】特開２００４−１４５９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
特許文献１の方法では、最適点の是非判定を逐次行いながら球面収差補正機構を何度も繰り返し駆動して調整する必要がある。ここで、光ピックアップのレンズ群の一部光学部品を光軸方向に動かして球面収差補正を行う機構では、レンズの駆動にステッピングモータを使用することが一般的である。
【００２４】
このモータ駆動による球面収差補正機構の動作は、フォーカス、トラッキングの制御動作速度に対して桁違いに応答速度が遅く、球面収差補正機構を動作させて調整処理を行う場合には、フォーカス調整等に比べて多くの調整時間が必要になる。また、液晶素子を使用した球面収差補正機構も提案されているが、この場合には特に低温下では液晶の応答速度が遅く、上記モータを使用したレンズ駆動方式と同様に多くの調整時間が必要なことが問題視されている。
【００２５】
また、前述のような短波長（ｅｘ.λ：４０５）、高ＮＡ（ＮＡ：０．８５）の光ディスクドライブ装置において、これらの記録再生に関する各種パラメータの最適調整はディスク挿入時の必須条件とならざるを得ない。そのため、この調整において球面収差調整機構を幾度も駆動して球面収差補正の最適化を行うことは、ディスク挿入時の立ち上げ所要時間を長くし、ユーザの快適性を損なうものとなる。
【００２６】
本発明の目的は、球面収差補正及びフォーカスオフセットの調整工程を必要最小限にとどめ、所定工数の後に一意的に球面収差補正値及びフォーカスオフセット値を決定可能な光ディスク装置の球面収差及びフォーカスオフセット調整方法、それを用いた光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、上記目的を達成するため、光ディスクの情報記録面に対して対物レンズを駆動して光ビームのフォーカスオフセットを調整するフォーカスオフセット調整機構と、前記情報記録面に照射された光ビームに発生する球面収差を補正する球面収差補正機構とを用いて、球面収差とフォーカスオフセットを調整する方法において、情報トラック横断信号の品位を示す第１の評価指標と、情報再生信号品位を示す第２の評価指標との各々のフォーカスオフセット依存性を、少なくとも２点以上の複数の球面収差補正値に対して測定し、前記第１及び第２の評価指標の球面収差補正値とフォーカスオフセットの最適点との相関を、第１の多項式近似曲線、第２の多項式近似曲線として各々求め、これら第１の多項式近似曲線と第２の多項式近似曲線との交点を所望の球面収差補正値及びフォーカスオフセット値として設定することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、光ディスクの情報記録面に対して対物レンズを駆動して光ビームのフォーカスオフセットを調整するフォーカスオフセット調整機構と、前記情報記録面に照射された光ビームに発生する球面収差を補正する球面収差補正機構とを有する光ディスク装置おいて、情報再生信号品位を示す第１の評価指標と、情報トラック横断信号の品位を示す第２の評価指標とのそれぞれのフォーカスオフセット依存性を、少なくとも２点以上の複数点の球面収差補正値に対して測定する手段と、前記第１及び第２の評価指標の球面収差補正値とフォーカスオフセットの最適点との相関を、第１の多項式近似曲線、第２の多項式近似曲線としてそれぞれ算出する手段と、これら第１の多項式近似曲線と第２の多項式近似曲線との交点を所望の球面収差補正値及びフォーカスオフセット値として設定する手段とを備えたことを特徴とする。
【００２９】
本発明においては、光ディスク装置のフォーカスオフセット調整と球面収差調整を行う場合、フォーカスオフセット最適点の球面収差依存性が異なる２つの評価指標を用い、２つの評価指標が共に最適点となるフォーカスオフセット値とその時の球面収差補正値を最適点として求める。そうすることで、球面収差補正及びフォーカスオフセットの調整工程を必要最小限にとどめ、所定工数の後に一意的に球面収差補正値及びフォーカスオフセット値の最適点が設定できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、再生信号品位を示す評価指標及びトラック横断信号の振幅を示す評価指標の２つの評価指標を利用し、球面収差補正値に対するフォーカスオフセット依存性を所定工数処理することで、一意的に最適な球面収差補正値／フォーカスオフセットを検出することが可能となる。
【００３１】
従って、フォーカスオフセット及び球面収差補正系の調整精度を損なうことなく、球面収差補正機構の駆動回数を限定することができ、球面収差補正の調整に要する時間を短縮且つ限定することが可能となり、快適性を損なわない光ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図２は本発明の光ディスク装置に用いる光ディスクの一例を示す断面図である。光ディスク１はポリカーボネートから成る基板２上に、例えば、相変化記録膜を含む情報記録層３が形成されている。なお、光ディスク１が再生専用ディスクの場合には、相変化記録膜の代わりに反射膜による情報記録層３が形成される。
【００３３】
また、情報記録層３上に厚さtのカバー層（光透過層）４が形成されている。カバー層４は厚さ：ｔのプラスチック材料であり、これが基板２上に形成された情報記録層３の上にシートとして接着或いは紫外線硬化樹脂でスピンコート形成されている。
【００３４】
図３は光ディスク１上への情報記録の様子を示す概念図である。光ディスク１の情報記録層３は螺旋状或いは同心円状の情報トラック５の上に形成されている。光ディスク１には、情報記録トラック５が物理的な凹凸による案内溝により形成され、凹部或いは凸部、又はその両方に情報が、例えば、相変化によるマークによって記録される。なお、光ディスク１が再生専用ディスクの場合には、情報記録トラック５はプリピットの配列により予め形成されている。
【００３５】
図１は本発明に係る光ディスク装置の一実施形態を示すブロック図である。図中１は光学式情報記録媒体である光ディスクであり、スピンドルモータ７の駆動により回転する。光ディスク１の構造は図２の通りである。光ピックアップ６は光ディスク１に光ビームを照射し、情報の記録及び再生を行う。
【００３６】
記録及び再生動作時には、光ピックアップ６から光ディスク１に光ビームを照射し、その反射光を光検出器で受光する。その受光信号を電気信号に変換してフォーカス／トラッキング処理回路８及びＲＦ信号生成回路９、或いはトラック横断信号処理回路１３にそれぞれ供給する。
【００３７】
光ピックアップ６は、半導体レーザ６１、コリメートレンズ６２、ビームスプリッタ６３、λ／４板６４、球面収差補正光学系６５０、球面収差補正光学系用駆動機構６５１、対物レンズ６６０を含んでいる。また、フォーカス／トラッキングアクチュエータ６６１、集光レンズ６７、光検出器６８等から構成されている。
【００３８】
半導体レーザ６１は所定の光パワーでレーザビーム光を発生し、このレーザビーム光はコリメートレンズ６２、ビームスプリッタ６３、λ／４板６４を通って光ディスク１の透過基板の厚さ誤差に伴う球面収差を補正する球面収差補正光学系６５０に入射する。
【００３９】
球面収差補正光学系６５０は、例えば、凹レンズ６５０ａと凸レンズ６５０ｂとの対で構成されたビーム拡大型のリレーレンズであり、通常は入射平行光に対してビーム径を拡大させた平行光を出射するように構成されている。そして、凹レンズ６５０ａと凸レンズ６５０ｂとのレンズ間隔を変化させることによって、対物レンズ６６０に入射する光を発散光或いは集束光に変換し、対物レンズ６６０により球面収差を発生させ、且つ、調整することができる。
【００４０】
このレンズ間隔を調整する機構が球面収差補正光学系用駆動機構６５１である。これにより、球面収差補正光学系６５０を光ディスク１のカバー層厚のバラツキによる球面収差の補正を行う補正手段として機能させることができる。
【００４１】
対物レンズ６６０は球面収差補正光学系６５０からのレーザビーム光を、光ディスク１の記録面に形成されている情報トラック５上に集光する。そして、光ディスク１からの反射光は光検出器６８で検出され、その出力によってフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）とトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）とが生成される。
【００４２】
フォーカス動作はＦＥＳ信号に基づいてフォーカス駆動信号を生成し、フォーカス／トラッキングアクチュエータ６６１の駆動により対物レンズ６６０を光ディスク１のディスク面に対して垂直方向に変位させることで行う。また、トラッキング動作はＴＥＳ信号に基づいてトラッキング駆動信号を生成し、フォーカス／トラッキングアクチュエータ６６１の駆動により対物レンズ６６０を光ディスク１の半径方向（トラッキング方向）に変位させることで行う。
【００４３】
ＦＥＳ信号とＴＥＳ信号はフォーカス／トラッキング処理回路８で生成され、フォーカス駆動信号とトラッキング駆動信号はフォーカス／トラッキング駆動回路１０にて生成される。
【００４４】
フォーカスエラー信号の検出方法としては、公知の非点収差法、ナイフエッジ法、スポットサイズ検出法等がある。フォーカスエラー検出にどの方法を用いるかは本発明の本質とは関係なく、どの方式を用いても良い。トラッキングエラー検出方法としては、公知のプッシュプル法やＤＰＰ（Differential Push-Pull）法、ＤＰＤ（Differential Phase Detection）法等がある。トラッキングエラー検出をどの方法を用いるかも本発明の本質とは関係なく、どの方式を用いても良い。
【００４５】
コントローラ１４は、光ディスク１の回転、半導体レーザ６１の点灯、各サーボ系の制御、球面収差補正機構の駆動制御、各評価指標の演算処理等の機能を有する。例えば、光ディスク１が光ディスク装置に装填されると、光ディスク１をスピンドルモータ７の駆動により線速度一定或いは回転数一定制御等により回転駆動する。
【００４６】
コントローラ１４は光ディスク１の回転、半導体レーザ６１の点灯等の事前処理の終了後、フォーカス／トラッキング駆動回路１０にフォーカスオン信号を入力し、フォーカス処理回路８にて位相補償等の適切な信号処理を行う。その後、フォーカス／トラッキング駆動回路１０にフォーカス処理回路８からの信号を入力させる。そして、フォーカス／トラッキング駆動回路１０からフォーカス／トラッキングアクチュエータ６６１のフォーカスコイルへ駆動信号を出力させてフォーカス制御を行う。
【００４７】
また、コントローラ１４はフォーカスロックの確認後、フォーカス／トラッキング駆動回路１０にトラッキングオン信号を入力し、トラッキング処理回路８にて位相補償等の適切な信号処理を行う。その後、トラッキング処理回路８からの信号をフォーカス／トラッキング駆動回路１０に入力させる。そして、フォーカス／トラッキング駆動回路１０からフォーカス／トラッキングアクチュエータ６６１のトラッキングコイルへ駆動信号を出力させてトラッキング制御を行う。
【００４８】
更に、コントローラ１４はフォーカスオフセット付加回路１２に信号を入力することによりフォーカス制御のオフセット調整を行う。即ち、サーボ制御ループに意図的にオフセットを付加することで、ビームスポットのフォーカス状態を光ディスク1上で調整することが可能となる。
【００４９】
また、コントローラ１４はフォーカス／トラッキング駆動回路１０にトラックジャンプ信号を入力し、フォーカス／トラッキングアクチュエータ６６１のトラッキングコイルへトラックジャンプ駆動信号を出力させ、トラックジャンプ制御も行う。
【００５０】
更に、球面収差補正機構駆動回路１１の制御もコントローラ１４の重要な役割である。一方、光ディスク１の情報記録層３からの再生信号は光ピックアップ６から出力され、ＲＦ信号処理回路９で処理後、コントローラ１４へ送出される。コントローラ１４は種々の機能を有し、各種信号の評価指標の演算・判定を行う機能も有する。
【００５１】
例えば、再生信号の評価指標としては、
１．再生信号振幅
２．タイミングジッタ計測
３．ビタビ復号における所定パス合流時の尤度差の統計処理値（ＳＡＭ）
４．エラーレート測定
等が挙げられる。
【００５２】
１の再生信号振幅には再生信号最大振幅検出、更に異なるマーク長間の振幅比によるＭＴＦ検出等が挙げられる。
【００５３】
２のタイミングジッタ計測には再生信号のサンプリングレベル値の補間処理によるタイミングジッタ計測、ＰＬＬの位相誤差情報を用いたタイミングジッタ計測等が挙げられる。
【００５４】
３のビタビ復号における所定パス合流時の尤度差の統計処理値（ＳＡＭ）は再生信号処理にビタビ復号等の最尤復号を用いる場合、所定パス選択時、選択対象のパス間の尤度差を算出し、この値の統計値により信号品位を評価するものである。この評価指標はエラーレートと高い相関を持つことで近年研究が進められている。
【００５５】
４のエラーレート測定は既知の記録情報と再生情報とを比較し、ビット誤り率を計測するものである。
【００５６】
更に、トラック横断信号がトラック横断信号処理回路１３で処理後、コントローラ１４へ送出される。トラック横断信号処理回路１３はトラック横断時のPush-Pull信号或いはPush-Pull信号に基づくトラック横断信号の信号振幅測定処理を行う回路である。
【００５７】
以上説明した構成に於いて、球面収差補正及びフォーカスオフセット調整に関する調整方法に関して説明する。
【００５８】
まず、本発明における球面収差補正及びフォーカスオフセット調整方法の基本概念を説明する。本発明では、球面収差補正及びフォーカスオフセット調整に対して少なくとも２つの異なる信号評価指標を使用することを特徴とし、且つ、これら２つの評価指標は球面収差値の変化に対するフォーカスオフセット値の最適点の依存性が異なることを利用する。この２つの評価指標に関して説明する。
【００５９】
まず、第１の評価指標であるが、これは情報トラックの横断信号の品位を表す評価指標である。この例として、Push-Pull、或いはPush-Pullに基づくDifferential Push-Pull、Push-Pullを和信号で正規化したDivided Push-Pull（以下、ＤＰＰ）、等のトラック横断信号の振幅値が挙げられる。
【００６０】
次に、第２の評価指標であるが、これは再生信号の信号品位を表す評価指標であり、この代表例として上述のような再生信号振幅値、タイミングジッタ、ビタビ復号における所定パス合流時の尤度差の統計処理値、エラーレート等が挙げられる。
【００６１】
以上のように本発明ではフォーカス最適点の球面収差補正値依存性が異なる２つの評価指標を利用し、２つの評価指標が共に最適点となるフォーカスオフセット値とその時の球面収差補正値を最適点として求めることを特徴としている。
【００６２】
以下、再生信号の信号品位を表す評価指標に再生信号振幅、情報トラックの横断信号の品位を表す評価指標にＤＰＰ信号振幅を取り上げ、具体的に球面収差補正値及びフォーカスオフセット値の調整方法について説明する。
【００６３】
図４は本発明の球面収差補正値とフォーカスオフセット値の調整方法を示すフローチャートである。このフローチャートに沿って説明する。
【００６４】
まず、調整を開始すると、コントローラ１４は光ピックアップ６を所望のテスト領域に移動させる。ライトワンスメディアにおいては再生振幅測定におけるクロストークの影響及びＤＰＰ信号の記録／未記録状態の変動影響を排除するために、少なくとも隣接トラックが未記録状態のテストトラックを選択する。
【００６５】
消去可能なリライタブルメディアでは、同様に少なくとも隣接トラックが未記録状態のテストトラックを選択するか、或いは、使用するトラックを挟む３Ｔｒ以上の消去を行う。ＲＯＭメディアの場合は、特にテスト領域の指定する必要は無いが、指定される場合はそのトラックで行う（Ｓ１）。
【００６６】
次に、ＤＰＰ信号のトラック横断時の振幅を評価指標とし、球面収差補正値に対するフォーカスオフセット依存性を測定する。まず、球面収差補正光学系用駆動機構６５１を球面収差補正機構駆動回路１１によって駆動し、球面収差補正値をＳＡ１に設定する（Ｓ２）。
【００６７】
ここでは、球面収差補正値を３点選択し、ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３として説明する。この補正値の選択はＳＡ２をディスク規格のカバー層厚の中心値における理論上の補正値とし、ＳＡ１、ＳＡ３を規格で許容されるカバー層厚の上限値／下限値時の理論上の補正値として設定するのが代表例として考えられる。
【００６８】
まず、球面収差補正値ＳＡ１において１トラックを複数に時分割し、各分割部においてフォーカスオフセットの設定値を所定範囲で変更するようにコントローラ１４から制御する。これは、コントローラ１４からフォーカスオフセット付加回路１２を制御することで行う。
【００６９】
フォーカスオフセット値の制御後、１分割エリア内で“−１”隣接トラックへのジャンプ動作、或いは“＋１”隣接トラックへのジャンプ動作を、初期トラックに戻るようにコントローラ１４で制御を行う。この制御を行いながら同時にトラックジャンプ時のＤＰＰ信号振幅の測定をトラック横断信号処理回路１３で行う。
【００７０】
図５は１トラックを１０分割し、各分割領域でトラックジャンプを行う様子の概略図を示す。図５（ａ）はコントローラ１４からのトラックジャンプ指令（矢印で示す）、図５（ｂ）はフォーカスオフセット量の変更の状態、図５（ｃ）はトラックジャンプ時のＤＰＰ信号変化を示している。
【００７１】
ここで、トラック横断信号処理回路１３による振幅測定方法に関しては限定されるものではなく、ピーク／ボトム検波によりピーク値／ボトム値のサンプリングによる測定が一例として考えられる。また、ＲＯＭメディアにおいても、例えば、波長λ：４０５ｎｍ／ＮＡ０．８５の光学系においては、ピット深さに関係なくPush-Pull信号の変調度が得られることが知られているため、リライタブル／ライトワンス／ＲＯＭの各メディアに対して測定が可能である。
【００７２】
フォーカスオフセットの変更に伴うＤＰＰ振幅値の測定から図６に示すようにフォーカスオフセット値に対するＤＰＰ振幅依存性が得られる（Ｓ３）。
【００７３】
更に、多項式近似（ここでは２次近似）を行い、ＤＰＰ振幅値が最大となるフォーカスオフセット値Ｆｏ１を算出し、（ＳＡ１、Ｆｏ１）を求める（Ｓ４）。
【００７４】
次に、球面収差補正光学系用駆動機構６５１を球面収差補正機構駆動回路１１により駆動して球面収差補正値を変更する（Ｓ４’）。そして、Ｓ２〜Ｓ４’の同様な制御、測定をＳＡ２及びＳＡ３に対して行い、（ＳＡ２、Ｆｏ２）、（ＳＡ３、Ｆｏ３）を検出／算出する。
【００７５】
次に、図７に示すように得られた（ＳＡ１、Ｆｏ１）、（ＳＡ２、Ｆｏ２）、（ＳＡ３、Ｆｏ３）に対して、多項式近似（ここでは１次近似）を行い、球面収差補正値に対する最適フォーカスオフセット値依存性（Ｌ１）を算出する（Ｓ５）。
【００７６】
なお、ここではトラックジャンプ動作によりトラック横断信号の振幅測定を説明したが、本発明はこの限りではない。例えば、トラックサーボオフ状態においてフォーカス／トラッキング駆動回路１０に所定周波数のサイン波等を重畳し、対物レンズ６６０をトラック横断方向に駆動してトラック横断振幅を測定することも当然考えられる。
【００７７】
この場合、未記録状態トラックが多数必要となるが、例えば、ディスク情報等が溝信号のウォブル信号として記録され、情報トラックが非記録領域である領域を使用することで安定した測定が可能になる。
【００７８】
次に、再生信号特性の信号振幅を評価指標とし、球面収差補正値に対するフォーカスオフセット依存性を測定する。上記トラック横断時の振幅を評価指標とする場合と同様に、まず、球面収差補正光学系用駆動機構６５１を球面収差補正機構駆動回路１１により駆動し、球面収差補正値をＳＡ４に設定する（Ｓ６）。ここでも、球面収差補正値を３点選択し、ＳＡ４、ＳＡ５、ＳＡ６として説明する。
【００７９】
この補正値の選択はＳＡ５をディスク規格のカバー層厚中心値における補正値として、ＳＡ４、ＳＡ６を規格のカバー層厚の上限値／下限値時の補正値として設定するのが代表例として考えられる。
【００８０】
ここで、異なる評価指標に対して同じ球面収差補正値を選択してフォーカスオフセット依存性の測定を行う例を示しているが、必ずしもこの限りではなく、異なる球面収差補正値を適用しても特に問題は無い。
【００８１】
また、ＲＯＭディスクの場合、記録は不可能であり再生のみにより評価指標の測定を行う。これに対し、記録が可能なディスクの場合には、記録動作を伴う測定を行う方がより高い精度で球面収差／フォーカスオフセットの依存性測定が可能である。再生時の球面収差／フォーカスオフセットの変化は、光ビーム品位変化により光学的分解能を変化させ、再生信号品位を変化させる。
【００８２】
これに対して、記録動作を含む場合には、光ビーム品位変化による光学的分解能変化と記録パワー密度の変化とを起こし、記録マークの品位を変化させるため、記録／再生の相乗効果として再生信号品位を変化させる。従って、上述のように記録動作を伴う測定を行う方がより高い精度で球面収差／フォーカスオフセットの依存性測定が可能となる。
【００８３】
また、この際の記録パワーの設定値に関しては、振幅変化の記録パワー依存性がより大きなパワーが望ましい。但し、本願発明者の研究によれば、振幅が飽和状態に近い最適記録パワー近傍の記録パワーを適用してもほぼ同等の検出感度を持って球面収差／フォーカスオフセット依存性の測定が可能であることを検証している。
【００８４】
以下、記録動作を伴う場合で説明する。ＲＯＭディスクの場合は記録動作処理を割愛して考えればよい。
【００８５】
まず、所定の記録パワーで記録動作中、球面収差補正値ＳＡ４において１トラックを複数に時分割し、各分割部においてフォーカスオフセットの設定値を所定範囲で変更するようにコントローラ１４から制御する。これは、コントローラ１４からフォーカスオフセット付加回路１２を制御することで行う。従って、分割に対応して記録時のフォーカスオフセットが異なる記録列が形成される（Ｓ７）。
【００８６】
引き続いて、再生動作に移り、この時、Ｓ７と同様に球面収差補正値ＳＡ４において１トラックを複数に時分割し、各分割部においてフォーカスオフセットの設定値を所定範囲で変更するようにコントローラ１４から制御する。
【００８７】
ここでの分割数も２つ異なる評価指標に対して同じ値に限定する必要性はなく、また、フォーカスオフセットの変更範囲も同じ値に限定する必要はない。そして、このフォーカスの制御動作と同時に各フォーカスオフセット値に対する再生信号の振幅値の測定をＲＦ信号処理回路９で行う（Ｓ８）。
【００８８】
ここで、振幅測定方法に関しては限定されるものではなく、ピーク／ボトム検波によりピーク値／ボトム値の検波値をサンプリングする測定が考えられる。
【００８９】
しかし、ここでは再生信号振幅値の相対変化を測定する方法として、所定周期で再生信号をサンプリングして、このサンプリング値の標準偏差値を測定する方法を採用して説明を加える。なお、この測定は記録信号がサンプリング領域に対して、マーク／非マークが十分小さな範囲で周期性を持っているか、或いは、マーク／非マークがランダム性を持っていることが条件となり、このような記録信号を記録する必要がある。具体的には、モノトーン信号や、ＤＳＶ(Digital sum value)が十分低く抑えられたランダム信号が挙げられる。
【００９０】
以下、説明を加える。各分割エリアにおいて、再生信号を記録データ列のチャネルクロック或いはその整数倍のクロックで所定数のサンプリングを行う。各サンプリング値をＸiとし、サンプル数をｎとした場合、サンプリングした信号振幅の標準偏差値（Ｓｔｄｖ）は以下の式により求められる。
【００９１】
Ｓｔｄｖ＝１／ｎ｛ΣＸi２−[（ΣＸi）２]／ｎ｝１／２  …（１）
式（１）に中に表現されているように再生信号振幅値にＤＣ成分が含まれていても、サンプリング値の平均値が減算されているので、問題なく計算できる。
【００９２】
更に、この方法の最大のメリットは測定領域中の傷、ごみ、欠陥等による反射率の異常部分の影響を最小限に抑えて測定できる点にある。（一般例として取り上げたピーク／ボトム検波の測定法において、反射率異常により、反射率が異常に大きい或いは小さい場合、ピーク／ボトム追従してしまい、更にピーク値／ボトム値が時定数を持って通常値まで収束してくる。そのため、この領域の振幅値が大きく測定され、正確に測ることができない場合がある）。
【００９３】
また、このＳｔｄｖに所定の定数を乗算することで、振幅の絶対値の測定も可能である。ここでは、相対的な振幅関係を測定することが目的であるため、Ｓｔｄｖ値そのものを採用している。
【００９４】
サンプリング値から算出した各分割領域のＳｔｄｖ値から、図８に示すようにフォーカスオフセット値に対する再生信号振幅依存性が得られる。更に、多項式近似（ここでは２次近似）を行い、再生信号振幅値が最大となるフォーカスオフセット値Ｆｏ４を算出し、（ＳＡ４、Ｆｏ４）を求める（Ｓ９）。
【００９５】
引き続いて、収差補正値を変更する（Ｓ９’）。そして、Ｓ６〜Ｓ９、Ｓ９’の同様な制御、測定をＳＡ５及びＳＡ６に対して行い、（ＳＡ５、Ｆｏ５）、（ＳＡ６、Ｆｏ６）を検出／算出する。
【００９６】
次に、トラック横断信号振幅測定時と同じく、求めた（ＳＡ４、Ｆｏ４）、（ＳＡ５、Ｆｏ５）、（ＳＡ６、Ｆｏ６）に対して、図９に示すように多項式近似（ここでは１次近似）を行う。そして、球面収差補正値に対する最適フォーカスオフセット値依存性（Ｌ２）を算出する（Ｓ１０）。
【００９７】
これら２種類の評価指標に対する測定を終了し、Ｌ１、Ｌ２の近似曲線が求まると、次に、Ｌ１、Ｌ２の交点（ＳＡo、Ｆｏo）を算出する。これにより、調整対象であるディスクの最適球面収差補正値：ＳＡo、及び、最適フォーカスオフセット値：Ｆｏoが求まる（Ｓ１１）。
【００９８】
この光ディスク１の記録又は再生に当たり、光ディスク装置に対し求めた球面収差補正値及びフォーカスオフセット値（ＳＡo、Ｆｏo）を設定し、以後の動作を進めていく（Ｓ１２）。
【００９９】
なお、本実施形態では、球面収差補正値を３点選択して調整処理を行ったが、本発明はこの限りではなく、原理的には２点以上の測定点があれば調整は可能である。同様にフォーカスオフセットを１０段階に変更して調整する例を示したが、本発明はこの限りではなく、適用する近似多項式に最小限必要な測定点があれば測定は可能である。
【０１００】
また、本例では、第１の評価指標値の全点測定後に、第２の評価指標値の測定を行う手順とした。しかし、時間の短縮の観点から球面収差機構の駆動回数を減らすために、各球面収差補正値に対して、第１及び第２の評価指標を測定後、球面収差補正値を変更することも可能である。この形態では、一つの球面収差補正値に対して、連続して第１及び第２の評価指標地を測定し、その後、球面収差補正値を変更するフローとなる。このフローでは図４のフローに対して、さらに少ない球面収差補正回数で、球面収差の調整が可能となっている。
【０１０１】
さらに、図１０で示すフローチャートの形態も好適である。つまり、測定に際して、球面収差補正値をディスク規格のカバー層厚の中心値における理論上の補正値に初期設定する。次に、第１の評価指標のフォーカスオフセットの最適点ｆ１と、第２の評価指標のフォーカスオフセットの最適点ｆ２とを連続に測定し、それらの差Δｆ=|ｆ1−ｆ２|を算出する。そして、このΔｆが所定範囲内の場合は、球面収差補正値が許容範囲内にあると判断し、球面収差補正を行わない。このときのフローチャートを図１０に示す。この場合、フォーカスオフセット値をｆ1、ｆ２間のいずれかにセット（Ｓ１３）し、球面収差補正調整を終了する。これにより、さらに調整時間の短縮が可能となる。
【０１０２】
また、フォーカスオフセットの変更範囲も同じある必要性は無く、例えば、球面収差補正値に対応してフォーカスオフセットの変更範囲を変更することも考えられる。また、再生信号品位の評価指標として再生信号振幅を例に挙げたが、本発明は上述のようにこの限りではない。更に、本発明は記録層が複数層存在する多層構造の光ディスクへ適応することも当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の光ディスク装置に用いる光ディスクの一例を示す断面図である。
【図２】光ディスクに情報を記録する様子を示す図である。
【図３】本発明に係る光ディスク装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の球面収差／フォーカスオフセット調整処理を示すフローチャートである。
【図５】トラック横断信号測定の動作概念図である。
【図６】フォーカスオフセットに対するトラック横断信号振幅の依存性を示す図である。
【図７】トラック横断信号振幅評価の場合の球面収差補正値に対するフォーカスオフセット値の依存性を示す図である。
【図８】フォーカスオフセット値に対するＲＦ再生信号振幅依存性を示す図である。
【図９】トラック横断信号振幅評価と再生信号振幅評価の場合の球面収差補正値に対するフォーカスオフセット値の依存性を示す図である。
【図１０】本発明の球面収差／フォーカスオフセット調整処理の別形態のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１  光ディスク
２  基板
３  情報記録層
４  カバー層
５  情報トラック
６  光ピックアップ
７  スピンドルモータ
８  フォーカス／トラッキング処理回路
９  ＲＦ再生信号処理回路
１０  フォーカス／トラッキング駆動回路
１１  球面収差補正機構駆動回路
１２  フォーカスオフセット付加回路
１３  トラック横断信号処理回路
１４  コントローラ
６１  半導体レーザ
６２  コリメートレンズ
６３  ビームスプリッタ
６４  λ／４波長板
６７  集光レンズ
６８  光検出器
６５０  球面収差補正光学系
６５０ａ  凹レンズ
６５０ｂ  凸レンズ
６５１  球面収差補正光学系用駆動機構
６６０  対物レンズ
６６１  フォーカス／トラッキングアクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007122815.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007122815.tif 000011
【図１０】
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